Биотехнология

Основные направления

БТ является привлекательной отраслью для инвесторов во всем мире. Эксперты считают, что бизнесы, основанные на БТ, будут самыми прибыльными и быстро прогрессирующими в XXI веке. На этот момент ведутся исследования по созданию биодеградируемых полимеров, способных заменить используемые сейчас пластмассы и пластики

Такие материалы совершенно нетоксичны и пригодны к полной утилизации, что важно для сохранения приемлемых условий окружающей среды.

На основе БТ создаются уникальные методы защиты растений и природоохранные технологии. В перспективе появится возможность управлять жизнедеятельностью растений и животных путем конструирования необходимых генов и создавать живые организмы с заданными свойствами. Основные направления БТ:

• красное связано со всеми медицинскими вопросами и изучением генетического кода, его доля составляет более 70% всех исследований и разработок;
• зеленое занимается генными разработками для сельского и лесного хозяйства;
• белое работает над производством биотоплива;
• серое решает проблемы по защите экологии и утилизации отходов;
• синее занимается изучением и использованием природных ресурсов океана.

Генные технологии занимаются извлечением гена или группы генов для соединения кодирующих элементов нужного продукта с молекулами ДНК, которые способны не только проникать в клетки чужеродного организма, но и размножаться в них. Таким способом были получены гормональные соединения инсулин и интерферон еще на начальных этапах развития генной инженерии.

Достижения и перспективы развития

Началу генетических исследований способствовало открытие в 1953 году Фрэнсисом Криком и Джеймсом Уотсоном двойной спирали ДНК — макромолекулы, отвечающей за хранение, передачу и исполнение заложенной в живом организме генетической программы, отвечающей за его развитие и функционирование. Первый генномодифицированный продукт поступил в продажу в 1994 году. Это были томаты североамериканской торговой марки Flavr Savr. Через два года появилась на свет овечка Долли — первое животное, клонированное при помощи ДНК, полученного из молочной железы взрослой особи.

Главный вклад в развитие БТ ученых-генетиков на сегодня — расшифровка генома человека. Проект под таким названием начался еще в 1990 году и только в 2006 было объявлено, что исследователи секвентировали (описали) 99,99% человеческой ДНК. В результате появились технологии идентификации человека по ДНК и установления материнства или отцовства. Объем полученной информации настолько огромен, что его изучение может занять не меньше времени, чем описание.

Современные исследования ведутся в областях, объединяющих микробиологию, химию органических элементов, генетику, биохимию, и открывают пути решения различных проблем БТ. К ее задачам относятся:

• Создание и производство продуктов питания по новым технологиям.
• Выведение новых пород животных и производство животных кормов.
• Создание новых сортов растений.
• Изучение и создание штаммов полезных микроорганизмов и эукариотических клеток с целью получения новых соединений — гормонов, ферментов, антибиотиков и т. п.
• Применение биохимических методов для очистки сточных вод.
• Создание биологически активных инсектицидов и гербицидов для защиты растений.

Вмешательство в геном человека может уже в ближайшее время решить такие медицинские проблемы, как внутриутробное устранение наследственных заболеваний, формирование любых органов и тканей из стволовых клеток, выращивание белковой массы для производства продуктов питания, но здесь БТ сталкивается не только с научными проблемами, но и с аспектами этики и морали.

У генетических исследований всегда было немало противников, наиболее радикальные из которых требуют запретить все работы в этом направлении. Кроме того, у населения культивируется страх перед генномодифицированными продуктами, поэтому в некоторых странах они запрещены. В России введен мораторий на ввоз семян и выращивание ГМ-растений, но можно проводить с ними эксперименты.

Методики

МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ЦКП «ПРОМЫШЛЕНЫЕ БИОТЕХНОЛОГИИ»

• Анализ веществ ренген-флуоресцентным методом
• Анализ сложных смесей методом ВЭЖХ
• Анализ сложных смесей методом КЭ
• Газохроматографический анализ сложных смесей
• Испытания активированных углей
• Конструирование штаммов
• Культивирование микроорганизмов в стерильных условиях.
• Определение вторичной структуры белков, Измерение спектральных характеристик биологических объектов
• Определение массы олигонуклеотидов. Получение спектров фрагментации (ms/ms) отдельных пептидов. Идентификация аминокислотных замен и/или модификаций в белке. Получение масс-спектров MALDI с проведением протеолиза в геле или растворе с последующей идентификацией продукта посредством ПО Mascot

Основное

ОПИСАНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЦКП «ПРОМЫШЛЕННЫЕ БИОТЕХНОЛОГИИ»

В ФИЦ Биотехнологии РАН функционирует центр коллективного пользования научным оборудованием «Промышленные биотехнологии», организованный в 2007 году на базе Института биохимии им.А.Н.Баха.

Работы, проводимые на базе ЦКП «Промышленные биотехнологии», направлены на разработку новых методических подходов в области геномных и постегеномных технологий, биоинженерии, системной, синтетической и структурной биологии. ЦКП способствует реализации проектов, направленных на создание методами биологического синтеза биотехнологических продуктов для использования в промышленности, сельском хозяйстве и биомедицине как в традиционных (биологически активные соединения, продукты питания, корма для животных и др.), так и новых областях (производство рекомбинантных белков, биополимеров, продуктов тонкого и основного органического синтеза, биоразлагаемых пластиков).

В ЦКП «Промышленные биотехнологии» действуют 6 отделений:

• Отделение хроматографических методов исследования;
• Отделение химических методов анализа;
• Отделение биоинженерии;
• Отделение управляемого культивирования микроорганизмов;
• Отделение масс-спектрометрического анализа и анализа низкомолекулярных метаболитов;
• Отделение спектральных методов исследований.

ЦКП «Промышленные биотехнологии» оснащен современным высокотехнологичным научным оборудованием для проведения исследований в области микробиологии, ферментных технологий, молекулярной биологии и генной инженерии, а также для масштабирования технологий производства изделий медицинского назначения.

Основные направления испытаний и исследований, проводимых в ЦКП «Промышленные биотехнологии»:

• Испытания эфирных масел
• Испытания жирных масел
• Испытания масложировой продукции
• Исследования продукции винодельческой, ликероводочной и спиртовой промышленности
• Исследования продукции производства безалкогольных напитков и минеральных вод, в том числе композиции, концентраты, концентрированные основы для безалкогольных напитков
• Исследования методами жидкостной хроматографии ВЭЖХ (HPLC) и ВЭЖХ-МС (LC-MS)
• Исследования методами газовой хроматографии (ГХ) и ГХ-МС
• Исследования методоами капиллярного электрофореза
• Исследования фармпрепаратов
• Культивирование микроорганизмов

Центр коллективного пользования предоставляет заинтересованным пользователям услуги по проведению научных исследований с использованием оборудования ЦКП «Промышленные биотехнологии».

Краткая информация:

Контакты:
Врио руководителя ЦКП «Промышленные биотехнологии»
Липкин Алексей Валерьевич, к.х.н.

  +7 (495) 660-34-30 доб. 175lipus57@yahoo.com http://ckp.inbi.ras.ru

Оплата труда

Ступеньки карьеры и перспективы

Биотехнологи могут работать на позициях биохимика, биолога, вирусолога, микробиолога. Начинающие специалисты, как правило, устраиваются лаборантами химического анализа в фармацевтических компаниях или на предприятиях пищевой промышленности. На заводах по производству лекарств и пищевых добавок можно работать контролером производства. Карьеру можно сделать по вертикали, повышая профессиональный уровень и, соответственно, разрядность должности, вплоть до руководителя производства. Работая в НИИ, при стремлении к научным открытиям, можно сделать карьеру в научном мире.

Знаменитые биотехнологи

Ю.А.Овчинников – один из самых известных ученых в биотехнологии, ведущий ученый в сфере мембранной биологии. Автор множества научных работ (более 500), в том числе «Биоорганическая химия», «Мембрано-активные комплексоны». Его именем названо Общества биотехнологов России им. Ю.А.Овчинникова.

Интересные факты о профессии

Новости трансгенной инженерии. Учёные скрестили попугая и сахарный тростник. Теперь сахар сам говорит, сколько его класть в чай. 

История возникновения биотехнологии как науки:

В самые давние времена люди, сами того не осознавая, применяли биотехнологии в выпечке хлеба, в производстве вина и кисломолочных продуктов.

Научную основу под все подобные процессы подвел Л.Пастер в XIX веке, доказав, что процесс брожения обусловлен микроорганизмами. Но в современном виде биотехнология как наука возникла не сразу, а пройдя несколько этапов:

1. В 40-50-е годы ХХ века в результате биосинтеза пенициллина была создана микробиологическая промышленность.
2. В 60-70-е годы произошло развитие клеточной инженерии.
3. В 1972 году создание первой гибридной молекулы ДНК «in vitro» в США повлекло за собой возникновение генетической инженерии. После этого стало возможным преднамеренное изменение генетической структуры живых организмов. В 70-е годы возник и сам термин «биотехнология».

Поэтапность появления биотехнологии обусловило её неразрывную связь с клеточной и молекулярной биологией, биохимией, молекулярной генетикой и биоорганической химией.

Автор статьи Флюра Ягофарова.

Специальность биотехнолог

Такая профессия востребована и перспективна. Она подходит молодым людям, которые хорошо учились и сдавали экзамены в школе по предметам: химия, биология, физика и математика. Обучение может быть направлено на изучение БТ в целом или в одном из ее направлений. Личные качества, которыми желательно обладать, чтобы получать профессии, связанные с БТ:

• Высокий интеллект и аналитический склад ума.
• Любознательность и эрудированность.
• Нестандартное мышление.
• Терпение и наблюдательность.
• Целеустремленность и ответственность.
• Коммуникабельность.

В высших учебных заведениях можно получить основную профессию или прослушать дополнительный курс для получения второго образования уже состоявшимся профессионалам, например, врачам, по специальности биотехнология. Вуз лучше выбрать государственный, с высоким уровнем преподавания на ведущих кафедрах и хорошими материально-техническими ресурсами — оборудованными лабораториями, налаженными контактами в научном сообществе и возможных местах прохождения практики. Список университетов в Москве, имеющих биотехнологический факультет:

1. МГУ им. М. В. Ломоносова.
2. Аграрный университет им. К. А. Тимирязева.
3. РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина.
4. Исследовательский университет им Н. И. Пирогова.
5. РУДН.
6. РЭУ им. Г. В. Плеханова.

Вакансии и места работы

Биотехнологи могут работать в научно-исследовательских институтах, которые занимаются глобальными проектами по бионике, биофизике, микробиологии, генной инженерии и другим направлениям БТ. Исследования и разработки могут выполняться по заказу специализированных компаний или в чисто научных целях. Начинающий специалист обычно начинает карьеру с должности лаборанта химического анализа.

Имея склонность и стремление к научным открытиям можно зарекомендовать себя в научном мире. Особое направление БТ — биоинформатика, занимающаяся математическим и компьютерным анализом биологических процессов. Специалисты этого направления требуются во всех областях, связанных с БТ. В медицине все более широко применяются достижения БТ — от лечения генетических заболеваний до разработки новых методик хирургических операций. Вакансии, доступные для биотехнологов — микробиолог или вирусолог.

На фармацевтическом, косметологическом и пищевом производстве и на предприятиях агропромышленного комплекса всегда требуются специалисты, работающие с живыми организмами, — биофармакологи, лаборанты, контролеры технологического процесса, биотехнологи липидов и белков, биоинженеры клеток и тканей. Довольно большой процент выпускников вузов получает дополнительно педагогическое образование и осваивает педагогическую деятельность в области обучения специалистов по БТ.

Биотехнология актуальна и как прикладная наука, сконцентрированная на теоретических исследованиях и разработках.

Плюсы и минусы профессии

Основными положительными моментами при выборе специальности БТ являются актуальность и многозначность — возможность попробовать себя в самых разных сферах и компаниях, в том числе и иностранных, так как российские ученые высоко ценятся за рубежом. Профессионалы этого направления востребованы на рынке труда постоянно и есть вероятность появления новых отраслей человеческой деятельности, которые только формируются или еще даже не существуют. К другим плюсам можно отнести:

• респектабельность и престижность;
• высокую оплату труда при достаточном уровне квалификации;
• хорошие карьерные перспективы;
• моральное удовлетворение — возможность улучшить или спасти жизни многих людей;
• если есть талант и упорство — самореализация в науке.

Некоторые отрицательные моменты тоже присутствуют. Перспективы сильно зависят от места работы и руководства организации-работодателя — карьерный рост и зарплата могут не соответствовать желаемым. Не все специалисты могут осилить сложность заданий и повышенную ответственность на занимаемой вакансии. Некоторые сферы БТ, в частности, генная инженерия, испытывают негативное отношение религиозных деятелей и общественности.

Главными центрами развития БТ являются США и Европа. В России эта отрасль крайне привлекательна для инвесторов, но сложности состоят в выводе новых продуктов на рынок и большой длительности цикла от начала разработки проектов до запуска в производство. Тем не менее на рынке уже существует немало компаний, специализирующихся сугубо на биотехнологиях — Ohmygut, CardioQVARK, Инсилико, 3Д Биопринтинг Солюшенс и другие. Возможно, будущему специалисту-биотехнологу выпадет возможность работать именно в них.

Особенности научной профессии

В научном сообществе биотехнологию считают в какой-то степени творческим направлением. Ведь создание новых видов растений и разработка методов переработки отходов требует не только больших знаний, но и креативного мышления.

Биотехнология входит в фазу бурного развития. Поэтому представители этой специальности становятся все более востребованными. Талантливый биотехнолог без проблем найдет себе работу за рубежом, где зарплата может быть в несколько раз выше.

Есть у биотехнологии свои недостатки. Проработавший несколько лет в области фармакологии специалист будет уже не так востребован в генной инженерии. Работодатель считает, что человек поднаторел в своей специализации и сменить область работы ему будет непросто. Поэтому лучше сразу быть готовым посвятить себя чему-то конкретному.

Моральные аспекты биотехнологии

Общественность не особо любит определенные направления деятельности биотехнологов. В частности, сложилось негативное отношение к генномодифицированной пище. Считается, что она достаточно вредная.

Религиозные люди категорически против перспективных направлений в виде генной инженерии и клонирования. Они полагают, что так биотехнологи вмешиваются в естественные процессы жизни.

Даже в научной среде нет единого мнения о необходимости клонирования. Пока что биотехнологи теоретически подходят к данному вопросу, прогнозируя плюсы и минусы появления на свет клона человека.

Впрочем, негативное отношение общественности касается лишь некоторых аспектов биотехнологии. В целом же данное направление способствует значительному развитию человечества, помогая создавать устойчивые виды растений, изобретая новые методы лечения и т. д.

Плюсы и минусы профессии

Плюсы

Специалисты по биотехнологии чрезвычайно востребованы в настоящее время, а в дальнейшем будут востребованы ещё больше, так как биотехнология — профессия будущего и ей предстоит бурное развитие. В перспективе профессия биотехнолога будет востребована и в других отраслях человеческой деятельности, которые даже ещё не существуют или только находятся в стадии становления.

К плюсам можно отнести престиж профессии и её многозначность, то есть возможность трудоустройства на смежные профессии в самые различные организации (см. места работы) на позиции генетического биоинженера, инженера биопроцессов, биотехнолога липидов, биотехнолога белка, биотехнолога фармацевтики, биоинженера клетки и ткани.

Биотехнологи тесно сотрудничают с зарубежными научно-исследовательскими институтами. Российские ученые пользуются высоким спросом, поэтому можно сделать хорошую карьеру за рубежом.

Зарплата биотехнолога в России и за рубежом

В среднем биотехнологии с опытом работы от трех лет в России получают 33-34 тысяч рублей. Зарплата во многом зависит от квалификации и места работы. Согласно неофициальной статистике, меньше всех получают сотрудники учебных заведений, а больше всех – руководители исследовательских центров и работники частных производств, фармацевтических компаний.

За рубежом зарплаты тоже сильно разнятся. Официальная статистика отсутствует, однако по подсчетам экспертов доход рядового биотехнолога в США превышает 2.5 тысячи долларов в месяц, в Канаде – 2 тысячи долларов. Во Франции специалисты в среднем зарабатывают 1.8 тысячи евро за месяц, в Германии – 2.2 тысячи евро.

Резюме

Биотехнолог – востребованная и респектабельная профессия, которая не имеет тенденции к утрате актуальности. Специальность имеет множество направлений. Она востребована в медицине, фармакологии, в производстве, сельском хозяйстве, в пищевой промышленности и десятках других отраслей. Не менее актуальна биотехнология как теоретическая и прикладная наука, сконцентрированная на исследованиях и разработках.

Биотехнология: что это за профессия, кем работать?

Важным достоинством биотехнологии является многозадачность. Освоив данную специальность, дипломированный эксперт будет достаточно гибок в плане выбора места работы. Он может рассмотреть вариант трудоустройства в фармацевтическую фирму, пищевой комбинат, химическую лабораторию и т. д.

Обучаясь по направлению «Биотехнология», есть возможность освоить несколько профессий:

• Биохимик. Весьма широкопрофильная профессия, которая посвящена исследованию происходящих процессов в клетках. Поэтому биохимики обычно заняты в лабораториях, изучая воздействие лекарств на организм и особенности роста сельскохозяйственных культур. Также есть вариант трудоустройства в токсикологические центры или фармакологические компании;
• Пищевой технолог. Профессия весьма востребована, хотя уровень зарплаты несколько ниже. Сотрудник обязан следить за технологией производства пищевых продуктов, определять количество полезных составляющих в них и т. д.;
• Химик-аналитик. Отлично разбирается как в органической, так и в неорганической химии. В основном занимается всесторонним анализом сырья в лабораторных условиях. В данных специалистах нуждается в первую очередь химическая промышленность и фармацевтические корпорации.

История развития

Биотехнология (БТ) изучает всевозможные биологические системы и разрабатывает методики использования на практике микроорганизмов, растительных и животных тканей, полностью генетически модифицированных организмов, полученных искусственным путем. Интенсивно развиваться как наука начала в середине XX века, хотя многие биотехнологии, полученные эмпирическим путем, были известны издавна. К ним относятся такие микробиологические процессы:

• выпечка хлеба;
• сыроварение;
• виноделие;
• получение силоса.

В истории развития БТ условно выделяются три этапа. К первому относятся первые биотехнологические достижения человечества. Пекарни и пивоварни существовали еще в Месопотамии и на территории Египта и Древней Греции. Шумерской цивилизации было знакомо пивоварение, причем технологии были развиты для получения не менее двадцати сортов напитка. Микроскопические бактерии и грибы участвуют и в таких известных с античных времен процессах, как производство сыра, вина и льняного волокна.

С конца XIX века, когда Луи Пастер открыл наличие микроорганизмов в продуктах брожения, начался условный второй этап. Постепенное развитие вирусологии и микробиологии положило начало первым направлениям биотехнологии. Особое значение имело открытие структурного строения белков и применение вирусов для изучения клеточных организмов. Создание первых установок по производству метана позволило перерабатывать отходы сельского хозяйства в биологический газ и органические удобрения.

В середине XX века начинается производство антибиотиков в промышленных масштабах и как следствие — развитие фармацевтической науки и промышленности. Разрабатываются технологии получения при помощи микроорганизмов витаминов, аминокислот, ферментов и других органических соединений. Третий этап начался с 1972 года, когда путем встраивания чужеродных генов впервые была создана рекомбинантная ДНК и введен термин «биотехнология». С этого момента начинают развиваться генная и клеточная инженерия.

Что такое биотехнология, чем занимается?

Многие молодые люди, увлекающиеся биологией и химией, решают изучать данное направление.

Биотехнология связана сразу с несколькими сферами:

1. Сельское хозяйство. Данное направление еще называют «зеленой наукой». Специализируясь на исследовании растений, эксперты выводят стойкие ко всем опасным факторам культуры. К примеру, благодаря биотехнологии появилась пшеница, которой не питаются вредные насекомые. В этом случае решается сразу две проблемы: сокращается количество испорченной пшеницы, и нет необходимости в дополнительной химической обработке полей. Государство экономит на этом огромные суммы. К тому же растения не получают вредных токсинов, которые потом могут оказаться в пище;
2. Медицина. Без биотехнологии практически невозможна разработка вакцин, которые призваны защитить человечество от смертельных эпидемий. Специалисты проделывают огромный путь от создания нужной формулы до применения лекарства на практике. Сначала всесторонне изучается возможное негативное действие лекарства не только на момент использования, но и в течение длительного времени. Учитываются особенности восприятия препарата взрослым, ребенком или животным;
3. Переработка отходов. Благодаря биотехнологии можно практически полностью восстановить загрязненную почву и воду. Другое дело, что на это требуется много усилий и больших вложений. Поэтому в задачу биотехнолога в первую очередь входит разработка таких методов, которые бы предотвратили загрязнение природных объектов;
4. Пищевая промышленность. Сегодня уже внедрены экологичные методы создания спиртного и ферментов. Появляются безотходные производства, которые не загрязняют природу;
5. Гибридизация. Именно биотехнологи создают новые гибриды. То есть организмы, которые появились вследствие объединения разных геномов. Гибриды более плодовиты и выносливы.

В этом видео рекрутер Евгений Дербенев расскажет, в каких вузах какие предметы нужно сдавать, чтобы получить проходной балл на факультет «Биотехнологии»:

Особенности профессии

Функциональные обязанности биотехнолога зависят от того, в какой отрасли промышленности он работает.

Работа в фармацевтической отрасли предполагает:

• участие в разработке состава и технологии производства лекарств или пищевых добавок;
• участие во внедрении нового технологического оборудования;
• испытание новых технологий на производстве;
• работа по совершенствованию разработанных технологий;
• участие в выборе оборудования, материалов и сырья для новой технологии;
• контроль за правильностью выполнения вспомогательных технологических операций;
• участие в разработке технико-экономических показателей (ТЭП) по лекарственным средствам;
• пересмотр их по причине замены отдельных составляющих или изменения технологии; 
• своевременное ведение необходимой документации и отчетности.

Работа в научно-исследовательской сфере заключается в исследованиях, методических разработках и открытиях в области генной и клеточной инженерии.

Работа биотехнолога в такой важной сфере как охрана окружающей среды предполагает такие обязанности:

• биологическая очистка сточных вод и загрязнённых территорий;
• утилизация бытовых и промышленных отходов.

Работа в образовательных учреждениях предполагает преподавание биологических и сопутствующих дисциплин.

В любой области работа биотехнолога является творческой, научно-исследовательской и, безусловно,  интересной и необходимой обществу.